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Un nanogenerador triboeléctrico de vibración basado en un cantilever de dos grados de libertad para operación de baja frecuencia y banda ancha

Autores: Tang, Gang; Cheng, Fang; Hu, Xin; Huang, Bo; Xu, Bin; Li, Zhibiao; Yan, Xiaoxiao; Yuan, Dandan; Wu, Wenjing; Shi, Qiongfeng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2019

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Acceso abierto

Artículo científico
2019

Un nanogenerador triboeléctrico de vibración basado en un cantilever de dos grados de libertad para operación de baja frecuencia y banda ancha


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Recolectores de energía de vibración
Ancho de banda de operación
Nanogenerador triboeléctrico
Técnica de recolección multimodal
Comportamiento de ampliación de la no linealidad
Vibraciones de baja frecuencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Con los continuos requisitos de aplicación crecientes de los recolectores de energía de vibración de banda ancha (VEHs), se han realizado muchos intentos para ampliar el ancho de banda. En comparación con la adopción de un solo enfoque, la integración de múltiples enfoques puede ampliar aún más el ancho de banda operativo. Aquí, se propone un novedoso nanogenerador triboeléctrico de vibración basado en un cantilever de dos grados de libertad para obtener un alto ancho de banda operativo mediante la integración de técnicas de recolección multimodal y el comportamiento de ampliación no lineal inherente debido al contacto vibratorio entre las superficies triboeléctricas. Se observa un amplio ancho de banda operativo de 32.9 Hz incluso a una baja aceleración de 0.6 g. Mientras tanto, el voltaje de salida pico es de 18.8 V en la frecuencia resonante primaria de 23 Hz y 1 g, mientras que el voltaje de salida es de 14.9 V en la frecuencia secundaria de 75 Hz y 2.5 g. Bajo las frecuencias de estos dos modos a 1 g, se logran picos máximos de potencia de 43.08 W y 12.5 W, respectivamente. Además, el dispositivo fabricado muestra una buena estabilidad, alcanzando y manteniendo su voltaje en 8 V cuando se prueba en una bomba de compresión al vacío. Los resultados experimentales demuestran que el dispositivo tiene la capacidad de recolectar energía de un amplio rango de bajas frecuencias.

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